[发明专利]一种阶梯组合式雷电电磁中和器矩阵

说明书

本发明提供了一种阶梯组合式雷电电磁中和器矩阵，包括若干个雷电电磁中和器(6)；所述的雷电电磁中和器(6)包括接闪器(1)、可变电容(2)和导体(3)；所述的可变电容(2)顶部与接闪器(1)连接，其底部通过导体(3)接地；所有雷电电磁中和器(6)的可变电容(2)通过设置不同的电平阈值，并在防雷区域以该阈值的大小成阶梯式排列。本发明的雷电电磁中和器矩阵能对不同规模、来自不同方向的雷云进行提前预警，感应促使雷云团电荷剧烈运动，达到中和雷云团自身电荷，以降低雷电云团放电瞬间电流脉冲的强度。

技术领域

本发明涉及防雷避雷领域，具体涉及一种阶梯组合式雷电电磁中和器矩阵。

背景技术

雷电是带电云层对地面的剧烈放电现象，强大的雷电流会对建筑物和地面设备造成严重的破坏。人们利用物体尖端电晕放电的现象，将一金属物体(称为接闪体)做成尖锐形状后放置在高处，当雷云中的电荷足够大时，接闪体向上放电与雷云下行放电形成一个放电通道，将雷云中的电荷放掉，使云层所带的电荷和地上的电荷逐渐中和，避免引发事故，这种装置称作避雷针。

传统的避雷针对建筑物的防护起到了很大很好的作用，但引雷方式进行避雷存在着很多缺陷，主要体现在如下几点：1、对直击雷的防护效果差，往往还会引来直击雷；2、对雷云的防护具有被动性和延时性，做不到提前主动防护；3、防护面积小，不能灵活的应对来自不同方向的雷电云团，对较小的带电雷云团防护敏感性差；4、不能确定所经过雷云团电荷量的大小，不能掌握经过所在区域雷云团的状况。

发明内容

本发明的目的在于，为解决现有的避雷针在防雷避雷方面存在的安全隐患及防雷效果差的技术问题，提供一种性价比较高、高可靠性的阶梯组合式雷电电磁中和器矩阵，该雷电电磁中和器矩阵能对不同规模、来自不同方向的雷云进行提前预警，感应促使雷云团电荷剧烈运动，达到中和雷云团自身电荷，以降低雷电云团放电瞬间电流脉冲的强度。

为实现上述目的，本发明提供了一种阶梯组合式雷电电磁中和器矩阵，包括若干个雷电电磁中和器；所述的雷电电磁中和器包括接闪器、可变电容和导体；所述的可变电容顶部与接闪器连接，其底部通过导体接地；所有雷电电磁中和器的可变电容通过设置不同的电平阈值，并在防雷区域以该阈值的大小成阶梯式排列。

通过在不同方向设置雷电电磁中和器，按需要设置每个雷电电磁中和器的可变电容阈值，组成了雷电电磁中和器矩阵，扩大了防雷区域的保护面积和角度。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括若干个避雷针；所述的避雷针与雷电电磁中和器相配合，该避雷针通过向上放电和雷云团的下行电荷形成放电通道，以泄放雷云团中经雷电电磁中和器进行电荷中和作用后剩余的电荷。

具体说就是把不同方向雷电电磁中和器的可变电容预先设置成不同大小的阈值，灵活应对来自各个方向携带不同大小电荷的带电雷云团。每个雷电电磁中和器积累的电荷量增长到超过可变电容设定的阈值时，将电容击穿，产生瞬时放电电流。所述的瞬时放电电流引起空间电磁场的变化生成了位移电流，位移电流通过电磁感应效应感应雷云团的电荷运动，促使雷云团中的电荷振荡，以中和掉部分电荷。电容上的电流放电改变了电容上方接闪器上的电荷分布，从而进一步引起了接闪器放电，由于库仑力的作用使带电雷云团电荷运动，促使带电雷云团自身电荷中和。当带电雷云团的电荷过多，导致振荡运动不足以中和掉雷云团的全部电荷时，雷电电磁中和器通过其所带的传统避雷针装置把雷云团剩余的电荷泄放掉。因为雷云团中的部分电荷已经被雷电电磁中和器中和掉，使得传统避雷针装置的泄放电流大大降低，从而达到了保护建筑物、电子设备以及避雷针本身的目的。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的雷电电磁中和器还包括电流计；所述的电流计连接在导体上，用于测量感应电压。

本发明的一种阶梯组合式雷电电磁中和器矩阵的优点在于：